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粘土斜墙坝设计.doc

粘土斜墙坝设计

看太阳的小孩 2012-11-02 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《粘土斜墙坝设计doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次符等。

前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本次的毕业设计题目为《长河水利枢纽工程粘土斜墙坝设计》。根据任河干流综合治理开发的迫切需要拟定长河水电站的开发目标和主要任务以发电为主兼有防洪、旅游和改善生态环境等综合利用效益。设计内容包括:坝线、坝型选择和枢纽布置方案比较、坝体剖面设计、溢流坝设计、水工隧洞设计、细部构造、绘制设计图纸等。毕业设计中遇到了一些问题。比如在设计水工隧洞时不能理清整体思路但在指导老师的帮助下经过资料查阅、设计计算逐步清晰。在毕业设计中期我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组全体成员齐心协力、互助合作发挥了积极合作的团队精神。在毕业设计后期主要进行设计手稿的电子排版整理并得到老师的审批和指正使我圆满地完成了设计任务在此我表示衷心的感谢。在此次设计中使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解巩固了专业知识提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种建筑制图软件以及多种结构设计软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大在计算过程中以手算为主辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限难免有不妥和疏漏之处敬请各位老师批评指正。作者第一部分设计说明书基本资料工程等别及建筑物级别长河水电站以上流域面积km总库容约亿m总装机容量为MW根据《防洪标准》(GB)及《水电工程等级划分及设计安全标准》(DL)规定确定枢纽工程属二等工程由于拦河坝坝高超过m提高一级为级建筑物泄水及放空建筑物进水口、引水系统进水口等主要建筑物为级建筑物引水遂洞、发电厂房等次要建筑物为级建筑物临时建筑物为级。根据《中国地震动参数加速度区划图》(:万年版)工程区地震动峰值加速度为g(地震基本烈度为Ⅵ度)。地震设计烈度按Ⅵ度采用。拟定工程为二等工程并通过各建筑物的级别确定和洪水标准确定地震设计烈度按Ⅵ度采用。各建筑物设计洪水标准见表表各建筑物设计洪水频率参数表序号建筑物设计洪水频率校核洪水频率土石坝年一遇设计年一遇校核泄水及放空建筑物进水口、引水系统进水口年一遇设计年一遇校核消能防冲设施年一遇设计设计依据工程开发任务根据城口县社会经济发展要求以及任河干流综合治理开发的迫切需要结合任河干流地形、地质、水位和工程建设条件拟定长河水电站的开发目标和主要任务以发电为主兼有防洪、旅游和改善生态环境等综合利用效益。设计参数()特征水位见表表水库特征水位表方案项目正常蓄水位死水位设计校核土石坝方案上游水位(m)下游水位(m)相应下泄量(ms)()水文、气象资料坝址径流根据大竹河水文站年至年径流系列统计:多年平均流量:ms径流总量:亿m各月多年平均流量见表坝址洪水不同重现期的洪水流量见表水位及水能主要参数水位及水能主要参数列于表、表泥砂多年平均含沙量:kgm多年平均输沙率:kgs多年平均输沙总量:万t推移质输沙量:万t气象a气温城口气象站历年逐月气温统计资料见表b降雨城口气象站历年逐月平均降水日数见表c风速城口气象站历年逐月最大风速及相应风向见表表各月多年平均流量单位:ms项目一二三四五六年历年平均流量项目七八九十十一十二年历年平均流量表不同重现期的洪水流量单位:ms项目单位频率()洪峰流量ms洪量一日亿m三日亿m表特征水位及下泄流量项目水库水位(m)最大泄流量(ms)下游水位(m)正常蓄水位死水位校核洪水位((P=)设计洪水位(P=)洪水位洪水位洪水位洪水位表水能主要参数项目单位短洞方案长洞方案正常蓄水位m死水位m正常蓄水位库容万m死水位库容万m调节库容万m最大水头m最小水头m加权平均水头m算术平均水头m库容系数水量利用系数调节特性 年调节年调节表城口气象站历年逐月气温统计资料单位:月份一二三四五六七八九十十一十二年多年平均气温最高气温最低气温表城口气象站历年逐月平均降水日数单位:天降雨量(mm)一二三四五六七八九十十一十二年表城口站历年逐月最大风速及相应风向单位:ms月份一二三四五六七八九十十一十二年实测最大风速相应风向SWESEWNWNNWESESSEESEESEWSWESESSWNNWSSE()坝基岩石物理力学指标结构面抗剪断强度建议值:泥化结构面:f′=~C′=~MPa(L、L、L、L)泥夹岩屑:f′=~C′=~MPa(J、L~L)岩屑夹泥:f′=~C′=~MPa(J、J、J、J)无充填结构面:f′=~C′=~MPa(L)岩块岩屑:f′=~C′=~MPa(J~J、J、J、J~J、L~L)胶结结构面:f′=~C′=~MPa(J、L)表岩体力学参数建议值岩体分类抗压强度砼岩石岩石岩石变形模量饱和干燥抗剪断强度抗剪断强度f′C′f′C′E(MPa)(MPa)(MPa)(MPa)(GPa)含砾凝灰质岩屑砂岩弱风化~~~~~~~微风化~~~~~~~新鲜~~~~~~~F断层带~开挖边坡比:崩积层:~砂卵石层:~强风化含砾凝灰质砂岩为:~弱风化含砾凝灰质砂岩为:微风化含砾凝灰质砂岩为:~。每隔~m高度增设马道马道宽~m。炭质板岩冲刷系数K=在水深约m时允许抗冲流速ms含砾凝灰质砂岩冲刷系数K=允许抗冲流速~ms。()水文地质钻孔地下水位、相对隔水层顶板埋藏深度汇总表见表按《水利水电工程地质勘察规范》(GB)评定标准工程区环境水对混凝土的分解型、分解结晶复合型、结晶型等腐蚀性判定坝址区地表水无各类型腐蚀坝址区地下环境水对混凝土有弱溶出型腐蚀无其他类型腐蚀。引水系统无各类型腐蚀。表钻孔地下水位、相对隔水层顶板埋藏深度汇总表项目钻孔位置及编号地下水位(m)qLu(m)qLu(m)孔深高程孔深高程孔深高程坝址上段Ⅰ勘线左岸ZKZKZKZK河中ZKZk右岸ZKZKZKZKZK坝址下段Ⅱ勘线左岸ZKZKZKZK>>河中ZK右岸ZKZKZK()建筑材料特性及设计参数筑坝材料相对密度试验成果、岩石试验成果及大型三轴剪切试验邓肯模型(EB)参数见表、、表相对密度试验成果表试样名称最大干密度gcm最小干密度gcm垫层料小区料过渡料主堆料砂砾料坝肩覆盖层样品名称单轴抗压强度(MPa)弹性模量(MPa)泊松比干燥状态块体密度(gcm)吸水率()饱和吸水率()比重饱和干燥饱和干燥饱和干燥新鲜微风化弱风化强风化砂砾石坝肩覆盖层表岩石试验成果表大型三轴剪切试验邓肯模型(EB)参数表试样名称试样状态ρ(gcm)Φо(度)ΔΦ(度)KnRfKbm垫层料风干饱和小区料风干饱和过渡料风干饱和砂砾料风干饱和坝肩覆盖层风干饱和()安全系数a溢洪道等抗滑稳定安全系数见表b根据《碾压式土石坝设计规范》SL土石坝抗滑稳定安全系数见表表岩基抗滑稳定安全系数荷载组合抗滑抗剪断基本组合特殊组合()()表土石坝坝坡稳定安全系数荷载组合正常运用条件非常运用条件滑楔法坝线、坝型选择坝址的确定因任河河流在库区河曲较发育曲流婉转只有长河镇上游km的冉家坝处约多米河段比较顺直水面较窄一般宽度~m两岸山体对称河漫滩、阶地均不发育。近长河镇右岸地势较缓河道逐渐开阔河流流经长河镇形成了一个“S”型大转弯。冉家坝上游河谷两岸山坡略缓冲沟发育为考虑充分利用水头又不延长河镇冉家坝处约多米河段成为长河水电站唯一较好的坝址区。坝址区河流流向在坝区上游由SSW流向NNE以大转折流入坝址区后在坝址区河流由SE流向NW出坝区后又折转向NNE河流在坝区及上下游附近呈“S”型。坝址区河道顺直河谷狭窄水面宽~m。坝区两岸山体雄厚山脊高陡地势右高左低右岸山顶高程m左岸山顶高程m属中山区。河谷呈“V”字型两岸无阶地分布地形基本对称右岸略缓于左岸山坡较顺直左岸在m高程以下自然边坡较陡坡度约~、局部m高程以上略缓坡度~右岸在高程m以下自然边坡较陡坡度~以上较缓坡度~。两岸冲沟不发育山坡植被较稀少不良物理地质现象以崩坍为主坝址上段右岸坝坡和坝址下段左岸坝坡有崩坍堆积。该河段河道顺直河谷狭窄两岸山体雄厚结合地质勘探成果和现场地形条件该河段具备修建高坝的条件确定该河段为长河水电站坝址。本阶段经复核选定该坝址。坝线、坝型选择坝线拟定沿冉家坝河段从上游到下游布置了三条勘线分别为ⅠⅠ′、ⅡⅡ′、ⅢⅢ′线通过对坝址区进行了大量的地质勘探工作分别在原Ⅰ勘线的下游m处布置了一条辅助地勘线(ⅠⅠ)在Ⅲ勘线附近以原Ⅲ勘线右岸为端点向上游偏转(布置一勘线为ⅢⅢ并对左右两岸的覆盖层分布情况进行了大量的地质测绘和详勘。以Ⅰ勘线混凝土拱坝和Ⅲ勘线粘土斜墙坝进行比较。在坝址上段Ⅰ勘线适宜修建砼坝下段Ⅲ勘线适宜修建粘土斜墙坝将通过进一步的技术经济比较后最终选定坝型。经勘探ⅢⅢ左岸仍存在较厚覆盖层一直延伸至ⅡⅡ′上游冲沟右岸Ⅰ、Ⅱ两线m高程以上存在覆盖层为彻底避开两岸覆盖层使趾板基础座落在较好的基础上避免基础开挖影响岸坡覆盖层拟将ⅢⅢ线的斜墙坝坝线进行微调右岸位于ⅢⅢˊ线处不变左岸以ⅢⅢˊ线为端点向上游旋转(至ⅡⅡ′下游侧然后再沿岸坡折线至冲沟处。整个坝轴线为折线简称折线方案(ⅥⅥ′线)。本阶段根据现场地形、地质情况对Ⅰ、Ⅲ和ⅥⅥ勘线进行坝型、坝线比较。坝址区内河道较顺直水面宽~m河谷狭窄呈“V”字型。两岸无阶地分布地形基本对称右岸略缓于左岸。两岸山坡较顺直左岸在m高程以下自然边坡较陡坡度约~局部m高程以上略缓坡度~右岸在高程m以下自然边坡较陡坡度一般图地形图~公路边为陡崖或陡坎以上较缓坡度一般~局部~。坝址区左岸分布三条冲沟右岸一条小冲沟均大致垂直河流其中分布在ⅡⅡ′线与ⅢⅢ线之间的冲沟和ⅢⅢ线左岸坝轴线下游附近冲沟规模较大沟深源长常年有水流。其余冲沟沟浅源短干枯无水。根据查明的地质情况覆盖层多分布于边坡中上部范围较广右岸崩坡积层主要分布于ⅠⅠ′线与ⅡⅡ′线之间坝址下段ⅢⅢˊ线下游边坡也有少量分布其分布范围和厚度均比左岸小其中坝址上段右岸ⅠⅠ′线下游约m上游约m高程~m范围内分布较厚崩坡积层高程~m覆盖层厚一般~m高程~m覆盖层厚一般~m最厚达mⅢⅢˊ线下游厚度一般为~m局部厚m左岸覆盖层分布高程为~m上下游最大宽度为m左右厚度一般为~m覆盖层厚度大于m的主要分布在ⅢⅢ′线高程~m附近和ⅢⅢ线~ⅡⅡ′线之间高程~m一带厚度大于m的分布于Ⅱ、Ⅲ间高程~m揭露最大厚度为m。崩坡积体成分主要为碎块石、大块石及少量壤土结构松散大块石之间多架空块石直径最大可达~m。ⅠⅠ′线左、右两岸中上部强、弱风化层厚度较大且右岸大于左岸河床风化浅。据钻探、硐探资料及地质测绘成果左岸强风化岩体主要分布于高程m以上边坡厚度为~m高程m以下为陡崖无全、强风化岩体分布出露的基岩为弱风化岩体左岸弱风化下限埋深~m(高程~m)厚度为~m以下为微风化至新鲜基岩。河床无全、强风化层弱风化层下深埋深m(高程m)厚m微风化层下限埋深m(高程m)厚m以下为新鲜岩石。右岸强风化岩体主要分布于高程m以上边坡强风化下限埋深~m(高程~m)厚~m弱风化下限埋深~m(高程~m)厚度为~m以下为微风化~新鲜基岩。ⅡⅡ′线左岸强、弱风化层厚度大河中和右岸强、弱风化层较薄。据钻孔资料左岸崩坡积层厚度为~m强风化下限埋深~m弱风化下限埋深~m微风化下限埋深~m河床无强、弱风化层ZK孔微风化层下限埋深m(高程m)厚m以下为新鲜岩石右岸覆盖层厚度~m强风化下限埋深为~m弱风化下限埋深~m微风化下限埋深~m。根据洞探资料ⅡⅡ′线左岸弱卸荷带深约m右岸弱卸荷带深约m。ⅢⅢ″线趾板线(ⅣⅣ′线)岩石风化特征与ⅡⅡ′线相似左岸风化破碎岩体厚度大于右岸。根据钻孔资料趾板线(ⅣⅣ′线)左岸强风化下限埋深约m(高程m)厚度约m弱风化下限埋深为~m(高程~m)厚度~m以下为微风化岩石。河床无全、强风化岩层弱风化下限埋深为~m(高程~m)厚度为~m微风化下限埋深为~m(高程~m)厚度为~m以下为新鲜岩石。右岸基本无全风化层强风化下限埋深为~m(高程~m)厚度为~m弱风化下限埋深为~m(高程~m)厚度~m微风化下限埋深为~m厚度为~m。坝型方案拟定坝址上段Ⅰ、Ⅱ勘线两岸地形比较对称地形陡峻河谷狭窄呈“V”型谷底宽~mm高程河谷宽约m~m宽高比~从地形、地质条件判断比较适合进行混凝土坝布置。根据前述地质条件虽然两勘线右岸高高程均存在覆盖层但Ⅱ勘线左岸和河床覆盖层较Ⅰ勘线厚弱风化下限及相对隔水层埋深Ⅱ勘线比Ⅰ勘线深从地质条件分析Ⅰ勘线优于Ⅱ勘线所以本阶段选Ⅰ线作为坝址上段的代表坝轴线进行比较。ⅠⅠ′除左、右两岸中上部强、弱风化层厚度较大外下部和河床挖除弱风化岩石后微风化~新鲜岩体完整性较好坚硬饱和单轴抗压强度一般~MPa岩体的体积节理数为~条m岩体纵波速~ms岩体完整系数在左右属Ⅱ类岩体可作为碾压混凝土重力坝和拱坝坝基。均适宜修筑混凝土坝。由于ⅠⅠ′线两岸地形陡俊右岸高高程和左岸下段存在较厚(约m)崩坡积层无布置岸边溢洪道的合适地形和地质条件不适合布置混凝土面板堆石坝和岸边溢洪道。所以对ⅠⅠ′初拟进行混凝土拱坝和碾压混凝土重力坝方案比较。Ⅲ线位于Ⅰ勘线下游约多米处接近于“S”型的转弯处谷底宽约mm高程处河谷宽m宽高比较Ⅰ、Ⅱ勘线大右岸山体下游侧即为长河镇山体较薄无布置拱坝的拱肩抗力体右岸坝肩可以进行重力坝布置但左岸边坡覆盖层深厚最厚达多米分布范围广垂直向高程为~m上下游宽度为m左右做拱坝和重力坝坝肩开挖量大边坡和拱肩支护处理工作量大投资多与粘土斜墙坝比只趾板局部开挖至基岩大部分覆盖层只挖除表层其余作为压覆坝体的一部分开挖支护工程量将大为减少而且右岸坝头边坡坡度上缓下陡高程m以上边坡坡度约(有布置岸边溢洪道的有利地形条件适合进行当地材料坝布置所以Ⅲ线宜布置当地材料坝不再进行混凝土坝比较。为避左岸覆盖层对Ⅲ″线微调为Ⅵ线(折线坝线)只进行当地材料坝布置。而坝址km范围以内没有土源无布置粘土心墙坝的条件所以本阶段选ⅢⅢ″线和ⅥⅥ′勘线布置粘土斜墙坝与Ⅰ勘线的混凝土拱坝和碾压混凝土重力坝进行比较。Ⅰ勘线、ⅢⅢ″线和ⅥⅥ′勘线坝型、坝线比较从地形、地质、水工枢纽布置、对当地材料的利用等方面进行综合比较。地形、地质条件ⅠⅠˊ勘线两岸地形陡峻山体雄厚河道顺直河谷狭窄呈“V”型枯水期水面宽~m水深约~m正常蓄水位m处河谷宽约m。两岸地形基本对称左岸自然坡度为~下陡上缓右岸自然坡度为~。左岸覆盖层主要分布于高程m以上厚度~m右岸主要分布于高程~m厚度~m河床砂卵砾石层厚约m。基岩为单一的震旦系下统含砾凝灰质岩屑砂岩(Zayl)。岩体风化河床较浅左岸其次右岸较深弱风化下限埋深左岸~m右岸~m河床约m。具备修建混凝土拱坝和混凝土重力坝的基本条件。但两岸切坡向延伸的NW~NWW向结构面很发育通过坝址上段大小断层条挤压破碎带条与NNW~NE向节理交切可构成块体侧裂面或拉裂面顺坡向缓倾角节理断续分布可构成底滑面所以两岸坝肩岩体被切割呈大小不等块体对坝肩抗滑稳定极为不利。且坝基地下水位及相对隔水层埋深较大因此作为高拱坝的两坝肩工程地质条件差而重力坝两岸坝基开挖面较大左右坝头均有不利的裂隙结构面组合为不稳定块体虽部分将被挖除但尚有部分残留于坝头岩体内存在局部不稳定体基础加固处理工程量大。ⅢⅢ线较ⅠⅠ′线稍宽缓两岸山脊高陡山体雄厚枯水期水面宽~m水深约~m正常蓄水位m处河谷宽约m。两岸地形基本对称左岸稍缓坡度为~右岸自然坡度~。但ⅢⅢ″坝轴线左岸覆盖层分布广、厚度大、结构松散块径大小不一有架空现象边坡处于临界稳定状态开挖将引起上部覆盖层失稳虽可经削坡支护处理但边坡支护处理难度大、工期长、投资大这是制约选择该坝线的主要工程地质问题。而ⅥⅥ′坝线除右岸与坝头交接附近有覆盖层分布外其它线及以下边坡均基岩出露。左岸冲沟上游坝头及趾板以上边坡覆盖层较薄厚度一般~m。两岸自然边坡基本稳定无因开挖覆盖层引起的边坡稳定问题冲左岸沟下游覆盖层较厚但基本不扰动它只清除表层的松散腐植土后作为压腹坝体的一部分。综上所述ⅠⅠ′线具备修建混凝土坝、ⅢⅢ线和ⅥⅥ′线具备修建粘土斜墙坝的地形、地质条件但混凝土拱坝、碾压混凝土重力坝对坝基的工程地质条件要求高特别是对两拱肩的工程地质条件要求更高除建基面需置于微风化岩或完整的弱风化岩下部外对坝基的断层、挤压破碎带均需槽挖处理坝址上段拱坝两坝肩NWNWW向结构面发育特别是右坝肩该组结构面很发育与缓倾角和其它走向的中陡倾角结构面组合后构成坝肩不稳定体两坝肩的岩体抗滑稳定条件差坝肩抗滑稳定问题突出坝基开挖和加固处理工程量大。此外两坝肩开挖大、工期长、投资大风险也大综合比较ⅥⅥ′坝线没有特殊的地质问题地质条件简单、明朗相对较优。综合以上各个方面仅从地形条件看混凝土拱坝和粘土斜墙坝均有建坝可能但拱坝方案对地质要求较高左右岸拱肩槽存在不利滑动结构面碾压混凝土坝方案略好但开挖形成高边坡和基础处理工作量大另外筑坝所需的大量材料均需从外县万源等运进混凝土骨料也要从较远的料场运进对交通条件较差的大长河区须增加很多运输成本在投资方面没有优势相反粘土斜墙坝方案可充分利用当地材料就地开采且Ⅵ线避开左岸深厚覆盖层问题总投资还是较拱坝和碾压混凝土坝省也没有制约性的技术难度因此本阶段选Ⅵ线粘土斜墙坝方案。溢洪道位于右坝头利用右岸山坡开挖而成溢洪道轴线与坝轴线夹角。由进水渠、控制段、泄槽、挑流鼻坎及尾水渠等建筑物组成。引水隧洞进水口均位于大坝上游附近水库内厂房位于坝址下游任河左岸城口县境内的雷打石距坝址区约~km引水系统长约km。挡水建筑物粘土斜墙坝设计为了减少左岸崩坡积层的开挖避免岸坡形成高边坡坝轴线在左岸向上游偏转挖除表层松散的崩坡积层充分利用深部崩坡积层作为斜墙的支承体。左岸坝头段受地形和崩坡积层的影响采用粘土斜墙坝右岸坝头段设溢洪道左导墙。坝体结构设计)坝顶高程确定根据《碾压式土石坝设计规范》(SL)规定坝顶在水库静水位以上的超高按下式计算:y=ReA()式中:y坝顶超高mR最大波浪在坝坡上的爬高me最大风壅水面高度mA安全加高由表确定。表坝顶超高安全加高运用情况安全加高(m)正常运用非常运用坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和应按以下运用条件计算取其最大值:()设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高()校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高()正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高()正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高计算各种不同设计情况下的坝顶高程如表所示。表各种不同设计情况下的坝顶高程参数工况超高Y(m)坝顶高程(m)取值(两种取其大值)设计洪水位正常运用条件正常蓄水位校核洪水位非常运用条件正常蓄水位考虑在上游侧设置防浪墙根据《碾压式土石坝设计规范》SL规定拟定防浪墙的高度为m墙顶部高程代替坝顶高程则坝底高程为:=m坝高为–=m。)坝体断面设计根据《碾压式土石坝设计规范》SL规定:坝高超过m为高坝高坝的坝顶宽度~m考虑施工、运行要求及参考国内外已建工程的经验坝顶宽度采用m。根据《碾压式土石坝设计规范》SL规定上游防浪墙墙高m底宽m墙顶高程m墙底高程m墙底高出正常蓄水位(m)m。下游墙高m。根据《水工建筑物》(第五版)中土石坝坝坡部分:黏性土料的稳定坝坡唯一曲面上部坡陡下部坡缓所以用粘性土料做成的坝坡常沿高度分成数段每段~m从上而下逐段放缓相邻坡率差值取或。参考国内外已建和在建中m以上高土坝的经验结合本工程填筑石料的质量初选每m设一级m宽的马道确定上游坝坡为:下游坝坡(实坡)为:~:。)细部构造()坝顶根据《碾压式土石坝设计规范》SL规定防浪墙高度设为m坝顶上面用碎石铺设路面坝顶向下游倾斜的坡度上游侧设m高的放浪墙下游侧设缘石。()坝体防渗坝体防渗采用粘土斜墙防渗体。斜墙顶高程为=m高出设计洪水位m顶部保护层厚度为–=m根据SL《碾压土石坝设计规范》规定坝高超过m为高坝高坝顶宽可选为~m故斜墙顶宽选为m自顶向下逐渐加厚边坡为:计算点水头为H=–=m根据经验取允许渗透坡降J=底部厚度m>HJ==满足要求。()坝基防渗参考《水工设计手册》第四卷斜墙总是用齿墙与基岩连接。齿墙下部切近岩石的深度根据岩石情况决定。良好的岩石只需切近~cm,不好的岩石需切近几米。齿墙的最小宽度约cm。因此坝基防渗采用齿墙等厚m深m。()坝体排水设备土石坝排水主要有棱体排水和贴坡排水两种。棱体排水:适用于下游有水的各种坝型。它可以降低浸润线防止坝坡冻胀保护尾水范围内的下游坝脚不受波浪淘刷还可与坝基排水相连。当坝基强度足够时可发挥支撑坝体、增加稳定的作用。但所需石料用量大费用较高与坝体施工有干扰检修较困难。贴坡排水:又称为表面排水这种形式的排水构造简单用料节省施工方便易于检修可以防止坝坡土发生渗流破坏保护坝体免受下游波浪淘刷。但不能有效的降低浸润线而且因冰冻而失效。常用于土质防渗体分区坝。综合考虑采用堆石棱体排水设备。参考《水工建筑物》教材土石坝坝体排水一章棱体顶宽不小于m,取m顶面超出下游水位的高度对、级坝不小于m故排水体顶部高程为m高出下游最高水位m。棱体内坡根据施工条件确定一般为:~:,外坡为:~:所以设定内坡:外坡:。如图所示。图棱体排水)坝体剖面见图图坝体剖面图稳定分析稳定分析是确定坝的剖面和评价坝体安全的主要依据。稳定分析的可靠程度对坝的经济性和安全性具有重要影响。对于无粘性土的坝坡如斜墙坝的下游坝坡、斜墙的上游保护层、保护层连同斜墙和坝基中有软弱夹层的滑动等常形成折线形的滑动面。这是可假设滑动体由若干楔形体组成采用滑楔法计算稳定安全系数图如图斜墙与保护层折线滑动面由《水工建筑物》土石坝一章知根据各楔形块的力平衡条件建立两侧块体间相互作用力P的计算关系式如下:()其中:式中:Wi为块的自重KN为土料的内摩擦角Qi为土条的水平惯性力KNPi为楔形块间的相互作用力KN为P的倾角为抗剪断强度MPaK为安全系数。成果表见表坝坡稳定分析计算成果表计算工况计算最小安全系数规范允许最小安全系数滑楔法滑楔法一、正常运用情况、水库死水位上游坝坡、设计洪水位下游坝坡二、非常运用情况、校核洪水位下游坝坡从表可看出各设计工况下坝坡稳定安全系数均能满足规范要求且有一定的安全储备。渗流分析土石坝的渗流分析的内容包括:)确定坝体内的浸润线)确定渗流的主要参数渗流流速和比降)确定渗流量。目的在于:为稳定分析时划分饱水区提供依据、定对稳定有影响的渗流作用力、行坝体防渗体布置和土料选择。渗流计算包括以下水位组合情况:上游正常蓄水位与下游相应的最低水位上游设计洪水位与下游相应的水位上游校核洪水位与下游相应的水位库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况以第二种情况为例:根据坝轴线地址剖面图的地形、地址情况沿坝轴线分三段进行计算见图图渗流计算剖面图()ⅠⅠ断面单宽渗流量:参考《水工计算手册》斜墙土坝在有限透水地基上、有齿墙、有排水设备的情况下单宽渗流量和斜墙后渗流水深可由下式联立试算解出:q=()q=()式中:q单宽渗流量,ms等厚度mt齿墙厚度m斜墙中线的倾角T齿墙深度mm下游坡度K为坝身的渗透系数K为斜墙与齿墙的渗透系数K为坝基的渗透系数。经试算:h=m而()ⅡⅡ断面单宽渗流量:单宽渗流量和斜墙后渗流水深可由下式联立试算解出:()得出:全坝长的总渗流量计算则Q=qLqLqL=md<亿m满足防渗要求溢洪道溢洪道布置于右岸本工程属二等工程泄水及放空建筑物为级建筑物按年一遇洪水设计年一遇洪水校核。工程地质条件粘土斜墙坝溢洪道位于下坝址右岸山坡上轴线方向NW。溢洪道所处山体雄厚沿线地面高程约~m自然边坡坡度约~冲沟不发育在泄槽段分布有二条小冲沟沟浅源短、干枯无水。第四系覆盖层为坡积、崩坡积层分布范围较广主要为壤土夹碎块石据勘探成果堰首及进水渠部位覆盖层厚度~m泄槽段覆盖层厚度~m。溢洪道沿线基岩主要为震旦系下统跃岭河群上段(Zayl)的含砾凝灰质岩屑砂岩及少量寒武系鲁家坪组的炭质板岩。震旦系含砾凝灰质岩屑砂岩为溢洪道的主要地层溢洪道进水渠、堰首、挑流鼻坎等均置于该地层上寒武系炭质板岩较软抗风化性能弱呈板状完整性差分布于冲刷坑一带。在泄槽段分布有一条辉长岩脉γa()宽~m与围岩呈熔融接触胶结尚好。溢洪道沿线构造较发育分布有f、f、f、f、f、f、f、f、f、f、等断层条J、J、J、J、J、J、等挤压破碎带条L、L、L等裂隙条。地质建议开挖边坡:崩积层:~强风化岩为:~弱风化岩为:微风化岩为:~每隔~m高度增设马道。水力设计因为开敞式溢洪道泄洪能力大工作可靠结构简单施工、管理和维修方便水流条件较好可省去闸门和启闭设备所以选用开敞式溢洪道。溢流堰的设计)溢流堰的剖面尺寸:根据《溢洪道设计规范》知堰面曲线由下式推求()式中:x为堰顶横轴线y为纵向轴线Hd为下游水位与堰顶的高差。经计算求得堰面曲线为其中:堰的尺寸见下图图堰的剖面尺寸)溢流堰体稳定计算SL《溢洪道设计规范》指出:堰的稳定分析可采用刚体极限平衡法。堰沿基底面的抗滑稳定安全系数按下列抗剪强度公式计算:()式中:K为按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数为堰体混凝土与基岩接触面间的抗剪摩擦系数为堰体混凝土与基岩接触面间的抗剪断凝聚力KPa为作用于堰体上的全部荷载对堰体混凝土与基岩接触面的法向分量KPa为作用于堰体上的全部荷载对堰体混凝土与基岩接触面的切向分量KNA堰体与基岩接触面的面积m。混凝土与基岩的抗剪断强度指标:f'=C'=MPa。溢流堰沿基础面的抗滑稳定与应力计算成果见表。所有工况的抗滑稳定安全和基础面应力均满足规范要求。表溢流堰稳定成果表设计荷载组合情况稳定计算roψS()<R()rd正常蓄水位<设计洪水位<校核洪水位<一侧挡水一侧检修<泄槽段)渐变段渐变段长度:已知渐变段首端断面宽B=m末端宽m则渐变段收缩角为。渐变段长度(水平投影长)为渐变段进口水深:渐变段底坡i应大于或等于临界底坡ik则临界水深h=hk=临界坡度选用i==>ik,属于陡坡因此渐变段进口水深h=hk=m。渐

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